Question

【題目】小明同學在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗，請你根據小明的實驗探究回答下列問題。

(1)在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與液體_____的關系；根據A與E兩圖所標的實驗數據，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為_____N；

(2)小明對A、B、C、D四個步驟進行了觀察研究，發現浮力的大小有時與深度有關，有時與深度又無關；

①對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而_____（填“增大”“減小”或“不變”）；

②當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度_____（填“有關”或“無關”）。

(3)在小明實驗的基礎上，根據有關實驗數據，可以計算出鹽水的密度為_____kg/m3。

(4)小明利用浮力和杠桿的知識，發明了一個密度稱，如圖所示，輕質杠桿AB可繞O點轉動，在A、B兩端分別掛有兩個完全相同的正方體C、D，小聰向容器中倒入不同密度的液體，每次都將C浸沒與液體中，移動物體D，使杠桿在水平位置平衡，OB上便可以標出不同液體的密度值，那么這種密度稱OB上的刻度是_____的。（填“均勻”或“不均勻”）

Answer 1

【答案】密度 2.4 增大 無關 1.2×103 不均勻

【解析】

(1)[1]對比C、E兩圖，排開液體體積相同，深度相同，液體密度不同，則探究的是浮力與液體密度的關系。

[2]由A圖可知物體重力為8N，E圖彈簧測力計示數為5.6N，則可得浮力為

F浮=G-FE=8N-5.6N=2.4N

(2)①[3]對比A、B、C三圖可知，液體密度相同，排開液體體積越大，彈簧測力計示數越小，即浮力越大，則對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大。

②[4]對比A、C、D三圖可知，液體密度相同，排開液體體積相同，隨著深度改變，彈簧測力計示數不變，即浮力不變，則當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關。

(3)[5]由A、C、E三圖可知當物體浸沒在水和鹽水中時，所受浮力分別為2N和2.4N，由于在C、E中均浸沒，排開液體體積等于物體體積，則排開液體體積相同，由可知，水與鹽水密度之比等于浮力之比，即

解得鹽水密度為1.2×103kg/m3。

(4)[6]設液體密度為，正方體體積為V正，重力為G，則左端繩子對A點向下的拉力為

設平衡時正方體D距離O點的距離為l，則由杠桿平衡公式F1l1=F2l2可得

解得

由于G、lOA、V正、g均為定值，則可得與正方體D距離O點的距離為l不成正比或反比，則刻度不均勻。